新建城区河道水环境生态治理实践研究

为探究经典生物操纵理论在新建城区河道水环境生态治理的实践效果,本研究以上海市宝山区罗店大居为研究区域,人为对该区域河网水系中的9条典型河段进行水生态系统构建,对建设后的水质、生物群落变化、居民满意度等进行调查和分析,评价河道生态治理效果。结果显示,采用经典生物操纵理论,构建以“肉食性鱼类-大型枝角类-水生植物”为优势生物的水生态修复技术,对罗店大居治理河段水质、生态改善具有良好的效果。生态治理后,水体氨氮(NH₃-N)、总磷(TP)、高锰酸盐指数(COD_Mn)等指标均能够维持在Ⅲ～Ⅳ类水,透明度维持在60～90 cm,沉水植物覆盖率达70%以上,浮游动物多样性和生物量明显增多;河道对NH₃-N、TP和COD_Mn的削减量分别达到245.88 kg/a、39.15 kg/a和488.25 kg/a;周边居民对河道治理效果较为满意。本研究河道实现了水环境治理的目标,研究成果对新建城区河道水环境生态治理具有重要的参考意义。     

涉及自然保护区河道的建设项目环境准入存在的问题及对策

由于河道水体的线性特征,使得涉及自然保护区河道的建设项目难以避绕,所在区域的内河运输航道、跨河桥梁和防洪设施等建设项目都面临着不同程度的法律障碍,河道水体的保护与合理利用难以兼顾.从促进水生生物多样性保护、河道两岸经济社会建设和民生协调发展的角度出发,就当前涉及自然保护区河道的建设项目环境准入中存在的下列问题进行分析:《自然保护区条例》未考虑河道水体的特殊性,自然保护区功能区划的规定不适用于河道水体类型的自然保护区,以及与河道水体相关的法律法规缺少涉及自然保护区的规定.提出包括有条件地允许一些基础建设和民生项目进入保护区缓冲区和核心区、完善涉及自然保护区建设项目的环境准入制度以及加强涉及河道水体自然保护区建设项目的环境管理的相关对策建议.     

阜阳市城区水系治理技术体系示范应用与效果分析

随着工业化和城镇化发展,未经处理的生活污水、工业污水以及地表径流中污染物排入河道水系,导致城市水体污染加重,局部地区出现黑臭现象。由于城市污染水体来源、成因和环境条件等因素的复杂多变,注重短期效应的单一修复技术难以持续有效改善水体水质,因此,需要分析污染成因并结合地区实际情况进行治理技术的集成与局部创新。基于阜阳市城区水系污染现状以及成因,采用以水功能区划和水质修复为目标的城市水系水质提升与保障技术体系,将管网改造截污、兴建调蓄池、河道清淤、蓄水活水工程、岸坡再自然化改造与植被景观工程等措施进行不同程度的革新与有序组合;并通过水质监测和现状调查比较该技术体系的修复效果,进一步从修复机制的角度分析各个工程措施在城市水系修复过程中的作用及功能属性。结果显示,与2017年修复工程实施前相比,2022年城区河道黑臭水体基本消除,水质得到了显著提升,从劣Ⅴ类和黑臭水体提升到Ⅲ～Ⅴ类地表水标准,人居环境得到了有效改善,可为我国城市水体污染控制与水环境治理提供技术体系和示范。     

快速评估近岸海洋水体与沉积物中E.coli与S.aureus抗生素抗性水平的新方法

随着抗生素抗性污染日益严重,快速评估环境中典型病原菌与条件性致病菌的抗生素抗性水平,对掌握区域环境抗生素抗性污染状况、揭示抗性污染传播规律至关重要。通过以最低抑菌浓度浸入抗生素改进MI、VJ培养基,并结合滤膜法,建立了针对近岸海洋环境中指示性病原微生物大肠杆菌(Escherichia coli,E.coli)与金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus,S.aureus)的抗生素抗性监测方法。水体和沉积物样品抗生素抗性水平评估实验结果显示,该方法具有较好重现性(水体和沉积物中E.coli和S.aureus抗生素抗性水平的相对标准偏差分别为11%、8%)与准确度(水体和沉积物中E.coli和S.aureus的平均回收率分别为83.5%、68.4%;相对于CLSI药敏试验的偏离度为±0.1)。且与CLSI药敏实验相比,该方法过程简便、耗时短(36 h/84 h),能最大限度节约经济和人员成本提高抗性评价效率。应用该方法评估辽河口与莱州湾环境中2种病原微生物磺胺类抗生素抗性水平,结果显示辽河口水体中E.coli和S.aureus磺胺二甲嘧啶的平均抗性率分别为27.0%、28.4%,沉积物中分别为35.5%、34.6%;莱州湾水体中E.coli和S.aureus磺胺二甲嘧啶的平均抗性率分别为26.0%、14.5%,沉积物中分别为12.0%、32.9%。该方法适用于河口、近岸海洋及入海排污口水体与沉积物样品中E.coli与S.aureus的快速分析及抗生素抗性水平评估。     

北京市城市河道水体发黑分级评价方法

基于多元线性回归对北京市城市河道水体发黑感官数据及水质监测数据进行分析.通过比较与筛选发现,水色稀释倍数适合作为表征北京市城市河道水体发黑因变量,而溶解氧、化学需氧量、氨氮、总磷及总铁适合作为自变量,其中溶解氧、化学需氧量及总铁为主要因素.基于5项水质指标提出了北京市城市河道水体发黑分级评价方法,从非发黑到重度发黑共分4级,通过比较发现两个回归模型模拟计算结果与水色稀释倍数观测值大致相当.该评价方法首次将有机类污染指标同水中总铁结合,量化了北京市城市河道水体发黑程度,为未来"一河一策,消除黑臭"提供思路.     

重污染河道浮游动物种群的特点

苏州城市河道水情复杂,氮磷浓度较高,属于重污染的滞流水体.通过对试验区南园水系为期1a的调查研究表明:该河段共有浮游动物33种,其中原生动物4种,轮虫类24种,枝角类4种,桡足类1种.各河段浮游动物年平均密度为678 ind·L-1,生物量为56.028 mg·L-1.从种类数来看,轮虫类大于原生动物大于枝角类大于桡足类.从密度看,全年平均以轮虫最多,其次为原生动物,桡足类最少.从生物量看,以枝角类最高,桡足类次之,原生动物最少.从季节变化来看,春夏季较多,秋冬季较少.优势种为轮虫类和枝角类,这些种类极耐有机污染,耐低溶氧.在苏州古城区重污染河道中,浮游动物的总量与水体理化指标及浮游植物的数量等均没有线性相关性(差异显著,p<0.05),这可能与苏州城市河道污染较重有关.城市河道特殊的水域环境决定了浮游动物种群的形成、演变及其发展都有其特殊性.探讨了重污染的城市河道的浮游动物种类组成特点,提出了控制某些优势种群发展的设想,为改善河道水环境提供了理论依据.     

农村河道综合整治生态环境效益评估体系研究

近年来,随着经济社会的快速发展和社会主义新农村建设的推进,农村河道治理日益成为水利工作的重点内容之一。开展农村河道整治生态环境效益评估,及时发现治理过程中以及实施后存在的问题,对于指导下一步集中连片农村河道综合整治具有重要意义。根据农村河道的功能和特点,结合《全国中小河流治理重点县综合整治和水系连通试点规划》项目目标及治理措施,构建了状态-响应-效益(SRB)评估体系;从河道连通性、水质状况、河岸带状况、水生生物、河道景观以及管理状况6个方面筛选确定18个评估指标,构建了多指标、多层次的生态环境效益评估模型,并确定了评估标准、指标权重和评估分级。该评估体系可为深入研究农村河道综合整治生态环境效益评估方法以及实践应用提供重要参考。     

活水调度联合人工湿地治理黑臭水体应用研究

淮安市属于平原河网,经常出现河流静滞的水动力不足现象,加重城市内河的黑臭现象。为彻底消除黑臭,确保水域呈现“河畅、水清、岸绿、景美”的生态美景,根据研究区域污染源成因分析及整治条件,拟定了水质改善和水动力改善综合方案。利用自然高差及泵站提升的方式对新路圩河及周边3条河道进行泵闸联合调度,减少水体停留时间。同时设置人工湿地,通过生物修复治理黑臭水体。经改造后新路圩河水质由《地表水环境质量标准》（GB 3838—2002）劣Ⅴ类水体提升至Ⅳ类水体,水体流速提升至0.05 m/s以上,常规污染物去除率最高达90%,溶解氧和透明度提高30%。分析结果可为新路圩河流域治理及其他同类工程提供依据和参考。     

典型城市黑臭河道水体生物毒性研究

以黑臭为特征的城市内河污染近来受到关注,检测和分析污染河流水质的生物毒性对水质标识和生态评价十分必要。本研究逐月检测了温州市九山外河(JS River)和山下河(SX River)两条典型黑臭河道水样对斑马鱼、发光细菌和热带爪蟾胚胎的毒性效应。结果显示,黑臭河道水体对斑马鱼、发光细菌(青海弧菌Vibrio Qinghaiensis Q67)和爪蟾胚胎均具有毒性效应。以斑马鱼死亡率和发光细菌相对抑光率表征的水质综合毒性较一致,且以发光细菌更为敏感。爪蟾胚胎致畸实验主要通过存活率和畸形率来表征水体的毒性。3类生物监测均显示SX水体毒性明显高于JS整体毒性,这与两条河黑臭程度相一致。通过发光细菌检测水体综合毒性的分析,显示SX和JS水体毒性在5月-8月的夏季较高,冬春季节较低,表明黑臭河道水质毒性季节性变化与水体温度(T)和溶解氧(DO)值关系密切。本研究结果可为污染水体生物毒性检测和黑臭水体综合评价及后续治理提供依据。     

北京市城市河道水体发臭分级评价方法

基于北京市城市河道水体发臭大量感官数据及水质监测数据,采用多元线性回归及有序Logistic回归建立北京市水体发臭回归模型.研究发现多元线性回归法与有序Logistic回归法整体准确率相似(78%—80%),但发臭评价准确率明显高于后者,更适合作为水体发臭回归方法进行评价.将该方法应用于北京市地表水发臭分级评价中,筛选确定了适合做水体发臭回归自变量的监测指标,发现溶解氧及氨氮起主要作用,对水体发臭贡献率约95%;有机类指标对解释水体发臭效果显著程度从大到小依次为:高锰酸盐指数五日生化需氧量化学需氧量,由于五日生化需氧量分析时间长、高锰酸盐指数多用于Ⅰ—Ⅲ类水体监测、化学需氧量是水环境污染物总量控制的关键指标,综合考虑建议采用化学需氧量为回归自变量;总磷不适合作为北京市城市河道水体发臭回归自变量.对2012年北京市部分城市河道水体发臭情况进行分析,结果发现本标准用于评价发臭程度与国家颁布的黑臭标准的评价结果吻合程度为95.6%,通过选取典型发臭水体进行分级评价,再次验证了该评价方法可行.     

古廖涌黑臭水体生物修复及维护试验

利用生物氧化塘、底泥生物氧化、水体生物修复和河道生态恢复等技术，对广州市古廖涌黑臭水体进行治理．结果表明，在进水流量5000～8000m^3／d的高负荷工业废水和生活污水冲量下，通过生物治理，消除了水体黑臭现象，从上游到下游，水色由暗黄逐步转为黄、黄绿；在上游不断流入污水情况下，CODcr除去率达50％以上，NH3-N除去率为70％，H2S除去率达80％以上．从2003年8月到2004年3月，河道生物多样性逐步增加，先后出现枝角类、桡足类动物和鱼类．表明对于暂时无法截污的城郊河道，可以利用废弃的鱼塘、空地等对污水进行预处理，再通过上述措施和技术进行生物治理，可取得良好治理效果．本研究为城市黑臭河道，特别是暂时无法截污的城郊河道的治理和养护提供了一套切实可行的方法．图3参18     

黑臭河道生物修复中氧化塘应用研究

氧化塘技术是有机废水、特别是生活污水处理的有效手段,在城市黑臭河道治理中,对于暂时无法截污的城郊河道,利用废弃的鱼塘,将其改造成氧化塘,对上游污水进行预处理。研究表明,生物氧化塘对上游黑臭水体具有较高的处理效率,在污水进水量为4320t/d以内(即污水停留时间为1.4d以上,容积负荷为CODcr:0.11kg/(d·m3)以下),O2:15.6kg/h的增氧曝气条件下,CODcr除去率在50%以上,NH3-N除去率在40%以上,经处理的黑臭水体在氧化塘出水口已形成由藻类、原生动物、浮游动物、鱼类等参与的多级食物链组成的复杂生态系统。在黑臭水体预处理基础上,通过底泥生物氧化、水体增氧、水体生态恢复等技术手段,对河道进行生物修复,能有效地消除水体黑臭、提高河涌水体自净能力,为城市黑臭河涌治理和养护提供了切实可行的方法。     

中国污染控制政策的评估及展望

论文对近10年来中国污染控制政策的演变历程和发展特点进行了分析,指出污染控制政策总体上呈现出由单环节末端治理向全过程污染控制演变,由单纯强调工业"三废"控制向工业、城市和农业全方位污染综合防治演变,由单一指令控制手段向行政、经济与技术综合手段演变等3个显著特点;运用影响因素评价矩阵,对当前的主要污染控制政策进行了系统评估,指出目前我国污染控制政策总体执行效果不显著;最后提出了未来中国污染控制政策的基本走向,一是完善污染控制的法律法规体系,二是建立和完善环境影响评价制度、环境目标责任制度和排污许可证制度等三项重点环境管理制度,三是加强环境税收、排污权交易、环境公共财政、生态补偿、绿色资本市场等七项环境经济政策的改革与创新.     

上海地区不同河道CDOM光谱吸收特征及其可能来源分析

于2013年8月对上海徐汇、青浦、宝山、嘉定、闵行和松江6个区14条河道水体中的有色可溶性有机物(CDOM)的光谱吸收特性、分布概况及其可能来源进行研究。结果表明,不同区域河道水体中CDOM吸收系数在紫外到可见光波段均呈指数递减趋势,波长350 nm处的吸收系数〔a(355)〕在2.34~4.33 m-1之间,不同区域差别较大,城镇河道水体CDOM吸收系数总体高于城郊农业区河道。相关性分析表明,a(355)分别与水体ρ(CODMn)和浊度呈显著相关,但与ρ(Chl-a)(平均为30.59μg·L-1)相关性不显著,说明河道水体CDOM主要来自于陆源,如城镇生活污水、工业废水和农业面源污染等,对250和365 nm波长处吸收系数的比值M和光谱吸收斜率S值的分析也得出相同结论。对上海河道水体CDOM光学特性的研究有助于了解上海不同区县河道水体水下光场的分布概况,为上海市河道水生植被的恢复提供理论基础。     

高外源性藻类输入的城市河道嗅味物质分布特征及影响因素

利用顶空固相微萃取-气相色谱/质谱联用（HS-SPME-GC/MS）技术测定梁溪河干流及支浜8个点位水体及沉积物中6种嗅味物质浓度（二甲基二硫醚、二甲基三硫醚、2-甲基异茨醇、土臭素、β-环柠檬醛和β-紫罗兰酮）,结合环境因子分析了6种嗅味物质的空间分布特征及其主要影响因素.研究结果表明,梁溪河水体及沉积物中嗅味物质以β-环柠檬醛和2-甲基异茨醇为主,其浓度最高值分别为342.70 ng·L^-1和2664.58 ng·kg^-1.梁溪河水体及沉积物中嗅味物质浓度在干流和支浜中的分布不一致,干流水体高于支浜水体,支浜沉积物高于干流沉积物.影响嗅味物质分布的主要原因可能是蓝藻水华大量输入引起的水体及沉积物营养物质增加及微环境的改变,表现为多种嗅味物质浓度与叶绿素浓度及TOC、TN和N/P呈正相关.由此,本研究为高外源性藻类输入城市河道的治理及异味问题防范提供理论支持.     

有害结局路径(AOP)框架在水体复合污染监测研究中的应用

由于包含复杂的毒害化学污染物质,水体复合污染一直威胁着人类健康和水生生态安全。对复合污染水体进行监测、评估和治理是水环境管理的重点之一。监测并识别水体关键毒害污染因子是进行水质管理的前提,也是复合污染研究的难点。目前国内外在水复合污染毒性监测研究上主要基于动物活体试验或者生物体外测试。由于受限于毒理学测试方法,常见的应用通常仅关注于某方面的毒性效应或者少数的分子指标,因而受到质疑和挑战。有害结局路径(Adverse outcome pathway, AOP)的概念将化学污染物的结构、致毒的分子启动事件和生物毒性的有害结局建立关联,为污染物的毒性测试、预测和评估提供了新的模式。本文旨在论述有害结局路径在复合污染毒性评估和关键毒害物质鉴别中的指导性价值和意义。在有害结局路径的指导框架下,借助于生物体外高通量测试技术、化学分析的靶向和非靶向分析技术、和生物信息学技术,可以系统地分析化学混合物在分子、细胞水平上健康相关指标的响应水平,评估水体中复杂结构污染物,与不同生态和健康有害结局之间的关联,为水环境评价和优先污染物的筛选管理提供有效支撑。本文通过综述AOP框架在复合水体中毒害物质风险研究的现状和优势,对AOP在水环境环境管理上的应用前景提出展望。     

基于不同评估方法的养殖池塘富营养化环境成本研究——以上海青浦地区常规鱼类养殖池塘为例

采用物料平衡法、置换成本法、条件价值评估法（CVM）和COD价格法对池塘养殖环境成本进行评估。结果显示,基于4种评估方法估算得到的池塘养殖环境成本由大到小依次为置换成本法（4 400元.a-1.hm-2）、COD价格法（4 191.99元.a-1.hm-2）、物料平衡法（3 925.76元.a-1.hm-2）和CVM法（2 007.8元.a-1.hm-2）,认为在不考虑时间和经济成本的前提下,基于COD价格法测算得到的结果可能最接近于环境成本的真实值。采用4种评估方法测得的环境成本占常规鱼类养殖经济总收益的6%～14%,表明采取相关措施防治水产养殖环境污染很有必要。     

扰动强化污染底泥有机物自净的研究

扰动能够强化水体溶解氧的恢复并加快传质,增强水体的自净作用,有利于水体和底泥COD的降解,是一种常用的污染水体的修复方法。文章通过人工模拟的水体,构建搅拌和曝气两种上覆水扰动条件,研究了在这两种条件下水体中有机物含量以及底泥中微生物量的变化情况,探讨了扰动对水体有机物去除的影响。研究结果表明：（1）与对照情况相比,在搅拌、曝气条件下水中ρ（溶解氧）分别由0.2 mg.L^-1提高到1.0和8.0 mg.L^-1左右;曝气条件下底泥中蛋白含量及细菌数均最高;（2）底泥中w（脱氢酶活性）在搅拌和曝气条件下分别为0.52和0.46μg.g^-1左右;（3）曝气条件下对上覆水中有机物的去除呈现出较好的降解趋势。因此,运用曝气技术既能加速有机物的生化降解,改善水质;又可强化水体溶解氧的恢复,创造了微生物生长繁殖的适宜环境,增强了水体中微生物的活性,促进了水体自净能力的提高,在治理河道污染的应用中具有广阔的前景。     

上海市河道底栖动物群落结构与环境因子的关系

为研究上海市河道底栖动物的空间分布、指示物种及其与环境因子的相互关系,对上海市8区县河道的总氮(TN)、总磷(TP)、高锰酸盐指数(COD_(mn))、酸碱度(pH)、温度(t)、溶解氧(DO)、叶绿素a(Chla)、盐度(Sal)等8个常见的环境因子进行监测分析,并对底栖动物的空间分布、种类数、生物量开展调查与数据分析。结果表明:不同种类的底栖动物对环境的适应性及敏感型不同,8种环境因子中pH、溶解氧、总氮、盐度对底栖动物种类的影响较大,是影响河道底栖动物空间分布及生物量的主要影响因子;霍甫水丝蚓(Limnodrilus hoffmeisteri)、苏氏尾腮蚓(Branchiura sowerbyi)、巨毛水丝蚓(Limnodrilus grandisetosus Nomura)与总氮、总磷、高锰酸盐指数、叶绿素a相关性较大,是上海市河道水体重度富营养化的指示物种;疣吻沙蚕(Tylorrhynchus heterochaetus)、锯齿新米虾(Neocaridina denticulatedenticulata)、日本旋卷裸蠃蜚(Curup Hiurn volurutur)与水体溶解氧显著相关,与总氮、总磷、高锰酸盐指数呈显著负相关,可以作为上海市河道水体轻度污染的指示物种;环境因子对底栖动物的影响是多因子影响的综合反应,不同环境因子的交互影响决定了底栖动物的空间分布和生物量,因此,底栖动物群落结构和空间分布对环境因子具有直观的反映作用。     

灰色聚类法综合评价滴水湖水系环境质量

将滴水湖水系看作一个灰色系统进行研究,利用灰色聚类理论,以地表水环境标准和富营养化分级标准为基础建立灰类评价体系,确定聚类指标的隶属度和标准灰类的权重,得到各聚类指标对标准灰类的聚类系数,最大聚类系数关联的等级即水体质量等级。2010年,每2周1次对滴水湖水系11个监测点的溶解氧（DO）、化学需氧量（CODMn）、五日生化需氧量（BOD5）、总磷（TP）、总氮（TN）、氨氮（NH3-N）、透明度（SD）及叶绿素a（Chl.a）进行监测,取各指标的年均值,建立灰类评价系统。结果表明：滴水湖水源大治河及引水干道随塘河处水质属于Ⅳ类～Ⅴ类,呈富营养化和极度富营养化状态;闸外引水河芦潮引河段水质类型为Ⅲ类,为富营养化水平;闸内引水河道水质总体呈现富营养化状态,水质类型为Ⅲ类;滴水湖湖区水体质量良好,水质类型为Ⅲ类,呈中营养水平。